未来已来?“脑机接口”或从科幻走进现实?

来源:新华社| 2019-07-21 10:50:58| 作者:有之炘

  新华社上海7月20日电(记者有之炘)将某种设备植入大脑以实现人类和计算机之间的快速通信,这是《黑客帝国》等经典科幻电影中的情节,“脑机接口”也是很多人津津乐道的话题。如今,在被称为“硅谷钢铁侠”的埃隆·马斯克的口中,“脑机接口”或将从科幻走进现实。

  让人兴奋的脑机接口

  埃隆·马斯克日前宣布,他旗下的脑机接口初创公司Neuralink已经找到了高效实现脑机接口的方法,这套高宽带脑机接口(BMI)系统可快速读取脑信号,并有望在明年年底之前开始对人类进行试验。

  据悉,Neuralink的脑机接口系统,是利用一台神经手术机器人向人脑中植入被称为“线”的专有技术芯片和信息条,然后可直接通过USB-C接口读取大脑信号,甚至可以通过苹果手机的应用程序进行控制。Neuralink公司已开始在老鼠身上进行测试,并与加州大学戴维斯分校合作用猴子试验。

  来自Neuralink的“黑科技”瞬间刷屏,不仅令全球网友兴奋,也使脑科学领域的专家们感到震撼。

  “马斯克公布的脑机接口技术非常前沿,可谓激动人心。”复旦大学脑科学研究院院长马兰告诉记者,“首先,Neuralink的电极束非常细,大约是人类头发宽度的四分之一,而且每一束由32根电极丝组成;其次,它的电极束非常柔软,意味着它的植入给脑带来的创伤将明显减少,而且可以植入更深的脑区;另外,它所搜集的数据量很大,这一新技术对于人们对脑的理解和脑疾病的治疗或是巨大的推动。”

  复旦大学附属华山医院副院长毛颖对于Neuralink电极的纤细度、柔软度以及电极通道量数量级的进步也表示认可。据毛颖介绍,脑机接口的技术涉及脑电信号的获取、分析、功能呈现三个部分,Neuralink在脑电信号的获取环节取得重要进步。

  挑战重重的“黑科技”

  如此牛的“黑科技”将如何运用呢?马斯克在发布会上表示,Neuralink的技术可以帮助到那些因脊髓损伤而失去行动能力或感觉能力的截瘫患者。被马斯克称为“神经蕾丝”的微型设备,将它植入到人体体内,一些具有听力和视力缺陷或脑部损伤的人士将可以弥补部分的功能。马斯克透露,公司将争取美国食品药品管理局的批准,有望最早在2020年开始人体临床试验。

  然而,在业内人士看来,作为侵入式的大脑信息采集方式,Neuralink未来所面临的挑战是不可回避的。

  侵入式接口最大的挑战是手术如何将对脑部的损伤降到最低,并且随着植入时间延长,穿刺电极被炎症细胞包裹,理论上会导致信号缺失;第二个挑战在于电极植入部位的精准选择、信号的有效分析,需要对大脑功能结构和活动方式的深入理解;同时,在信号控制、微制造等领域,也将面临前所未有的挑战;此外,这一技术能否在健康人士身上运用也值得探究,在伦理上更需要严格把控。

  尽管挑战重重,但越来越多的人开始关注大脑研究的前沿领域,智能的发展将会对人类的进步产生巨大的推进作用。陈天桥雒芊芊研究院创始人陈天桥表示,期待看到明年Neuralink在人体试验时,如何平衡脑机接口技术用于治病救人和大众商业服务的关系,希望未来能够看到在这方面有革命性的突破。

  与人工智能的共生融合

  事实上,除了马斯克的团队,国内外还有不少致力于研究侵入式和非侵入式的脑电控制方面的科研人员。

  中国科学院院士吴朝晖长期从事植入式脑机接口的研究,在复杂服务计算和脑机融合的混合智能等方面取得了创造性的科技成果。

  复旦大学脑科学研究院在感知觉、学习记忆等方面开展脑电活动解码研究,如针对奖赏记忆的存储和提取的解码,研究治疗成瘾等记忆相关疾病的方法,近期还研发出基于视觉信号的脑机接口,即“脑电驱动的变色龙”系统。马兰表示,脑机接口正在成为全世界脑科学的热点,相对于侵入式技术,非侵入技术在日常生活中的应用也将更为广泛,发展前景巨大。

  学术刊物《科学》杂志曾发文称,美国卡内基梅隆大学教授贺斌团队开发出了一种可与大脑无创连接的脑机接口,能让人用意念控制机器臂连续、快速运动。

  陈天桥雒芊芊研究院的脑机接口项目则主要专注于对病人尤其是瘫痪病人的治疗,探索通过脑机接口让瘫痪病人用意念精确控制机械臂,甚至模拟触觉。

  除了医疗领域外,脑机接口技术还有潜力应用在教育、游戏、智能通讯等产业领域。来自美国硅谷的教育机器人公司萝卜太辣创始人兼CEO张尧在接受采访时表示,脑机接口技术在教育领域也有应用场景,可以帮助学生提高学习效率、提升注意力,在实际应用落地方面值得研究。

  诚然,从脑科学的角度而言,人类对大脑的了解远远不够。毛颖坦言,未来在与人工智能的共生和融合过程中,如何确保研究方向符合人类利益是值得关注的另一个层面。人工智能的发展会给人类大脑的发展插上翅膀,在这一发展过程中也要密切关注其可能产生的风险并加以控制。

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